第四代移動通信的關鍵技術探究

呂江歌 熊可成 田建武

(廣州杰賽科技股份有限公司 通信規劃設計院，廣東 廣州 510310)

移動通信技術作為影響人們日常生活最深刻的信息化技術之一，在我國經歷了幾十年的發展已經深刻地改變和影響著社會的發展和人們生活的方式。從第一代移動通信技術到現在的3G移動通信技術已經發展了三代。第三代3G移動通信技術提供更好的網絡通信服務的同時還提供了更快速的數據傳輸技術，給用戶提供了更快捷方便的網絡通信體驗。而3G移動通信技術任然有其局限性。第四代移動通信技術在社會發展的需求和人們生產生活的需要下，已經被提上了研究日程，目前已經有部分國家的地區進行了第四代移動通信的試驗和推廣，但更深入和研究和廣泛的應用還需要科學家們對第四代移動通信技術進行更深入的研究。

一 第四代移動通信技術概述

第四代移動通信技術的核心是提供比3G網絡更加高速和穩定的數據傳輸速率，通常的國際標準是第四代移動通信技術應當提供不小于每秒2Mb的數據量［1］。第四代移動通信技術融合3G技術的特點和現在比較流行的WLAN技術的特點，是通過移動網絡傳輸視頻圖像和高清晰度的電視數據等成為可能。第四代移動通信技術能夠給用戶完美的網絡下載和網絡傳輸體驗，用戶對無線網絡傳輸的速度和服務要求都能夠滿足。同時許多用戶擔心第四代的移動通信技術擁有高速的網絡傳輸速度和豐富的服務，其費用、資費是否也十分昂貴?其實第四代移動通信技術無需移動通信運營商額外支出更多的基站建設以及網絡建設費用，而且產品更新主要集中與核心服務器，因此無需用戶過多地承擔網絡建設費用，因此移動電話資費與3G網絡大致相當，而無線上網的費用有可能比固定寬帶網絡更低，計費方式也更加靈活，可以根據用戶的實際需要和使用頻率制定靈活的收費方式。

二 第四代移動通信技術的特征

與現在的第三代無線通信技術3G技術相比，第四代無線通信技術最大的特點是具有更高速的無線傳輸網絡。第四代無線通信技術能夠傳輸數據量較大的高清視頻和其它容量較大的多媒體數據文件，而且傳輸質量較高、傳輸速度較快。其次，在第四代無線通信平臺中，用戶可以通過使用無線終端如手機、筆記本、PAD等第四代無線通信網絡免費接入互聯網，節省了用戶的上網成本。同時第四代無線通信技術因為有高速的網絡支持和無線設備支持，更加直觀和信息量更大的數據信息如視頻、音頻等將取代現行的文本、文檔，成為用戶交流的首先，提高了交流效率和交流的信息量，可視化和直觀化將是未來用戶通過無線通信交流的趨勢。由于地球氣候變化引起的臺風、地震、洪水等地質災害給無線通信網絡造成的破壞是不可避免的，第四代無線通信技術吸取了前三代無線通信技術的經驗和教訓，在網絡基礎設施建設時無線通信的基礎設施抗災害能力更強，而且修復速度和修復難度遠比以前的無線通信技術快。

三 第四代移動通信系統關鍵技術

1.軟件無線電技術

軟件無線電技術是第四代無線通信技術的核心技術之一，它將標準化的硬件模塊在平臺中通過加載相應的軟件實現無線通信系統的各種功能，這種開放性的結構平臺將為用戶提供更豐富的通信功能。軟件無線電技術將A/D、D/A轉換器無限靠近射頻天線，通過軟件定義通信功能，通過軟件系統定義信令規則、調制解調算法規則、信道糾錯編目規則等［2］。軟件無線電技術加快了第三代3G技術到第四代無線通信技術的發展，通過下載相應的軟件程序就能在同一的平臺上實現不同的功能，是終端能夠在多系統間漫游。

2.OFDM調制技術

第三代無線通信技術的核心是CDMA，但在第四代無線通信系統中OFDM調制解調技術將成為核心。OFDM是Orthogonal Frequency Division Multiplexing的縮寫，又叫正交頻分復用技術，將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制到在每個子信道上進行傳輸，正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾ICI，每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾，而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易［3］。OFDM技術實現了無線環境下的高速傳輸，使第四代無線通信技術的特點發揮至最大。

3.智能天線技術

智能天線通過多波束或自適應陣列天線在同一個刪去中固定多個波束，在自適應陣列中多個天線接收加權信號是信噪比達到最佳。與傳統移動通信技術中的固定波束天線比較，智能天線技術中的天線陣列的優點使提供了更高的天線增益，和相應倍數的分集增益。智能天線能夠有效抑制信號干擾、自動跟蹤和數字波束調節等功能，因此智能天線技術也是第四代無線通信技術中的關鍵技術所在。

四 結語

與此同時第四代無線通信技術盡管有諸多優勢和特點，但在實現第四代無線通信技術的過程中也有一些制約其應用和發展的問題，如移動網絡中的IP技術問題、第四代4G移動網絡標準確定等問題需要進一步解決。相信第四代無線通信技術基于其高速的數據傳輸和智能化的網絡漫游一定會給人們帶來更加舒適、豐富的體驗。

［1］趙新建.淺談第四代移動通信技術的關鍵［J］.信息通信，2013(02)：289-290.

［2］許志鵬.淺析第四代移動通信關鍵技術［J］.數字技術與應用，2012(11)：178-179.

［3］劉偉，魏迎春.第四代移動通信系統及其關鍵技術研究［J］.廣西通信技術，2011(02)：102-103.